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中国工程院院士、深圳大学光电工程学院教授范滇元—— “神光”之父的执着人生

时间:2017-11-06 08:13:38 作者:深圳特区报

范滇元院士接受《深圳特区报》记者专访。

范滇元院士

■ 深圳特区报记者 姚卓文/文 刘羽洁/图

他辗转17载方圆少年时代追寻的“原子梦”;他从事激光聚变研究40余年,执着的精神与钻研的态度堪比“夸父追日”,被誉为中国的“神光”之父;他年逾古稀选择南下深圳,致力于帮助深大光电学科建成国际合作实验室。他,就是中国激光物理学家、中国工程院院士——范滇元。

在深圳大学计算机与软件学院大楼内,范滇元准时地出现在记者约定的会议室。为了这次采访,严谨的提前做足了充分的准备,不仅带上笔记本电脑,手里还拿着一叠厚厚的资料。没有过多的客套与寒暄,范滇元开始跟记者说起了他的成长故事……

●捣鼓小闹钟激起的物理兴趣

1939年2月,范滇元出生在云南昆明,孩童时期跟随父母辗转重庆、成都、桂林、长沙、贵州等地,过着颠沛流离的生活。抗战胜利以后,因为爷爷一直留在常熟,范滇元也随家人回到了家乡常熟读小学。1951年以优异成绩考进了当时的常熟县中。

“虽然那时生活条件很清苦,学校也没有十分优越的条件,但这段生活对我的人生影响重大。”范滇元回忆说,读中学时,他开始对物理产生了浓厚的兴趣,而这一兴趣最初是因为一件小事。

范滇元有一个小闹钟,每天清晨提醒他起床,有一天这个小闹钟突然不走了,范滇元摇晃了几下后发现闹钟走了起来,但一会儿又停下了,而且怎么摇也不动了。他又怕又急,到了晚上他大胆地把闹钟拆开,一看还挺复杂的,捅了几下还是不走。范滇元更急了,但又不敢告诉母亲,这可是当时家里的一件贵重物品。为了不让大人发现,范滇元又把小闹钟原样装好,接下来几天的晚上,他继续打开小闹钟钻研,基本看清了它的结构,但还是不能使钟动起来。

星期天,范滇元跑到新华书店欣喜地找到了一本有关钟表原理的书,终于弄清了发条的力是通过推动摆轮再传到齿轮上的。于是他想,闹钟不走动问题可能是出在摆轮上,回家仔细检查后,范滇元查出小闹钟摆轮的轴略微脱出了轴承,斜卡在轴承的侧边,把它重新装正后小闹钟又嘀哒嘀哒地响了起来。

第一次成功的喜悦强烈地激起了范滇元对物理学科的喜爱,尤其让他感动的是,实际上母亲早就发现自己在摆弄闹钟,但母亲并没有责怪和阻止他,也一直没有当面和他提起这件事。只是一次母亲和亲戚谈话时,范滇元才听到母亲早已知道这件事,也正是母亲这种开明、宽容的教育方式把他引向了热爱科学、追求科学乃至科学研究之路。

对于范滇元来说,1956年是一个特殊的年份,我国第一个五年计划在这一年开始,与此同时,神州大地还吹响了向“科学进军”的号角,制定了科学发展规划。那一年,范滇元高中毕业。

“当时,国家对科学技术的宣传介绍非常多,每年还要纪念一位世界文化名人,1956年纪念的名人正好是居里夫人,她发现镭放射性的坚韧不拔的科学精神以及淡泊名利的高尚情操深深地感染了我,进一步激起了我对物理的兴趣和向往。”范滇元说。

为此,在考大学填报志愿时,他选报了北京大学物理系。“如今回想起来,除了对物理学科学习的向往外,更重要的原因在于只有北大物理系有原子物理的研究方向。”范滇元告诉记者,当时我国的核电站已经启动,他怀着对原子物理的美好憧憬,义无反顾地报考了考取难度最高的北大物理系。

“第一天到北大报到时,我看到物理系接待新生的欢迎横幅上是这样写着:‘物理学是自然科学的带头科学’,让我们学物理的学生很受鼓舞,特别自豪,大家认为自己真是选对了专业。”范滇元说。然而兴奋之后却是失望,入学后他才得知,原子物理有严格的保密规定,不是什么人都能读的,他只好选择了无线电物理专业。

●多年后才被“追认”的研究生学历

“在北大求学的日子,正好碰上三年自然灾害,粮食定量少,吃不饱,只能靠玉米糊填肚子,吃个馒头都挺奢侈的,有时馒头是用扫仓库底扫出来的面粉做的,含有大量的沙子,我们吃的时候只好将馒头放在开水里泡,待沙子沉淀在碗底后再吃。”范滇元告诉记者,条件虽然艰苦,但学习的劲头却很足,回忆自己从大学到研究生期间,在北京求学的9年里,中间只回了3次家,因为寒暑假是学习的最好时机。那时候图书馆的资源很紧张,平时是要分配座位的,但是寒暑假以及星期天,则先到先得,不少人会在寒暑假留校学习,早早到图书馆排队等开门。

从他们那一届开始,北大理科从五年制改成了六年制。正是因为这个改变,到了1962年范滇元毕业时,国家提出了“调整、巩固、充实、提高”的八字方针,并恢复了研究生制度。范滇元回忆说,自己还是比较幸运的,研究生制度在自己大学毕业那年恢复了,于是他成功考取了中国科学院电子学研究所的研究生。“如果是五年制,那就轮不上报考研究生这个事情,也就毕业分配了;又或者晚个两年,也不可能有上研究生的机会。”

然而,与高等院校的三年制的研究生不同,中科院四年制的研究生再一次改变了范滇元的人生轨迹。“因为如果是三年制,1965年可毕业。而1966年开始了‘文化大革命’,研究生被认为是修正主义的温床,当然是要取消的。”范滇元说,“66届”是历史上一个非常著名的词汇,那届学生毕业论文没有做,也没有答辩,更没法正常毕业了,直到“文化大革命”后期才被“追认”为研究生。

不仅仅是没能顺利毕业,到了1968年,还下发文件,要求“66届”的毕业生包括研究生要到解放军农场劳动锻炼。到解放军农场劳动,要耕田种菜,还要自己建房,每天早晨5时起来,松土、插秧、施肥,还比赛拣粪,他的手指头的指甲都差不多磨掉了。“现在回想起来,那段日子也是人生的一种历练,了解到中国最基层的生活,明白了只要靠自己的双手就可以创造一切的道理,对人生起到了很大的激励作用,并让我懂得了做事不要过多计较个人的得与失。”范滇元说。

●立志献身科学起就不能再过普通人的生活

1965年,研究生学习的最后一年,范滇元跟随导师来到上海光机所,开启了他人生中最重要的科研岁月。

然而,他的科研生涯并非一帆风顺。1972年,因为政治运动他被隔离审查了一年半,直到1973年,审查结束后,范滇元才回到上海光机所。

“也许是主管领导觉得我在原来的研究室被批判过,就给我更换了部门,来到了光机所从事激光核聚变的研究室。”范滇元说,激光核聚变就是用高功率激光引发热核聚变,产生类似于氢弹的爆炸反应,从而释放巨大的核能。“皇天不负有心人,这不就是我少年时代追寻的‘原子梦’吗?历经17年的周折,最后‘因祸得福’,获得了圆梦的机会。”说起那段经历,范滇元依然显得颇为激动,大笑起来。

自从上世纪70年代投身于激光核聚变研究以来,范滇元一直从事大型激光装置的研制和运行工作,从“神光Ⅰ号”到“神光Ⅲ号”,作为主要技术负责人之一,范滇元每天工作十多个小时,晚上12时以后睡觉、不常回家,已成为他的生活常态。

上世纪80年代,在研制大规模“神光Ⅰ号”激光装置中,范滇元负责总体设计,不分昼夜连续工作在第一线,已记不清有多少个夜晚在计算机房度过,累积起来的穿孔纸带和数据纸足有一麻袋。上世纪90年代,他又参与倡议更大规模的“神光Ⅱ号”计划,完成论证并设计工程技术方案,被列为国家重大项目,担任项目负责人之一,兼总工程师。范滇元回忆,那是一段更为艰辛的科研历程,1997年,按照原订合同,已接近神光Ⅱ号正式交付使用的期限,几千万元的研究经费将要用完,但“神光Ⅱ号”还没有达标。

身为“神光Ⅱ号”的总设计师,范滇元与研制人员一起加班加点是寻常事。深圳大学科学与技术学院的徐世祥教授是范滇元上世纪90年代带的博士生,他亲身见证了范滇元那段忙碌的岁月。

“我们平常人说忙,大不了是工作的时间长一点,工作的强度大一点,而范院士的忙碌则是生活中已没有上下班的区别。即使是到外地参加学术会议,发言之后,他会继续留下来全程参与,与参会者交流。”徐世祥告诉记者,让他印象最深的是,第一次跟范滇元到外地参会,年轻人总希望趁着出差抽空到参会地附近的景区游览,范老师直说,景区有什么好看的,看看电视介绍片不是一样的吗?

徐世祥还说,生活中的范院士总不愿意麻烦他人,即使是受邀出席一些学术交流会,他也尽可能通过公共交通工具前往。有一次,在华东师范大学工作的徐世祥邀请范滇元到学校做讲座,范滇元拒绝了派车接送的建议,徐世祥在校门口盯着一辆辆驶过的出租车都没有看到范滇元的身影,原来他自行转乘公交车来到学校。

当时范滇元的女儿还小,寄放在亲戚家照顾,妻子长期患病独居家中,夫妻俩只能靠电话互通信息。1998年5月的一个星期四,范滇元原本打算在市内开完会回家看看,然而当天实验室出了故障,会后便直接赶回单位了。没想到,中午和晚上他多次往家里打电话,都无人接听,他连夜急速返家,打开门,只见妻子已昏倒在床下。由于没能及时送院,妻子在陷入深度昏迷10天后去世了,年仅50岁。

“曾经一度,我也十分内疚与自责,总是喃喃自语:‘要是早一点把家搬到离妹妹家近一些就好了’‘要是开完会能先回家看看,或许还能为她争取一点抢救的时间’。”范滇元表示,王选曾经说过这样一句话:‘当你立志献身科学的时候,你就不能过普通人的生活。’对王选的这句话,范滇元极有同感,讲出他们这辈人的清苦、艰辛以及继续奉献的决心。

一个“神光Ⅰ”,十年心血,再一个“神光Ⅱ”又是十年拼搏。原想着“神光Ⅱ”以后,要过“普通人的生活”了,但是下一个巨型的“神光Ⅲ”计划又开始了,其规模比“神光Ⅰ”要大几十倍,是我国历史上最大的光学工程,范滇元还是义无反顾地踏上了新的征程。

回顾激光聚变研究的四十年历程,范滇元坦言,其中交织着挫折与顺利,失败与成功,沉重与欢乐,印证了“人间正道是沧桑”。

●年逾古稀南下深圳 帮助深大建国际合作实验室

2013年,年逾古稀的范滇元来到深圳大学,“实际上,我跟深圳已有比较长时间的接触与了解,一直以来被深圳改革开放的体制、创新的理念、蓬勃的生气所吸引。然而加盟深大能够实现,还与牛憨笨院士的邀请和引导密切相关。”

范滇元说,自己与牛院士同样从事光电研究,都是中国工程院信息学部的院士,在同一个专业组,有比较多的接触,彼此也熟悉和了解,牛院士在西安光机所做的条纹相机高速摄影,就应用到自己所在上海光机所的激光核聚变项目中。“牛院士来到深大后,我们仍有许多联系,正是由于牛院士的邀请和引荐,我们团队终于来到了深圳大学。”

“在我加盟前,深圳大学在光电学科方面已经打下了较好的基础,我们想在这个基础上再努力一把,使得深大光电学科能够更上一层楼。”范滇元希望,能把深大的光电学科很好地整合起来,形成拳头,发挥优势,在光电学科领域有更大的影响、更好的地位。作为标志性的目标,就是要建成国家重点实验室。

来到深大后,范滇元继续潜心于高功率激光及其应用的研究,“高功率激光也通俗地称之为‘强激光’,是激光科技领域中一个重要而活跃的分支,在国民经济、国家安全和科学研究等方面有重要作用。”

范滇元介绍,高功率激光的一个重要应用就是作为驱动源用于引发热核聚变,被称之为“激光聚变”,通俗地说就是氢弹爆炸。而太阳能源也正是源自聚变反应,千亿年来在太阳上持续不断地爆炸着氢弹,从而释放出无穷无尽的能力。“如今,我们要做的就是用激光来引发核聚变,在实验室里可控地引爆‘小氢弹’,为在地球上‘人造小太阳’打下基础。”范滇元说,这个设想早在1964年就由我国物理学泰斗王淦昌独立提出了,至今已超过半个世纪,作为高校研究团队,我们要着眼于未来,着眼于下一代技术的发展,以重大需求为牵引,着重做好基础性、前瞻性的科学研究,发展新材料、新技术,走出中国特色国际先进的创新道路。

今年6月,由范滇元负责的二维材料光电科技教育部国际合作联合实验室在深圳大学正式揭牌,该实验室面向国际光电科技前沿,开展协同创新,服务国家战略需求,力争在信息电子、探测传感、绿色能源、生物医学等方面力争实现若干重大科学突破,实现成果转化和产业化。

深圳大学特聘教授、国家优秀青年科学基金获得者张晗是范滇元负责的这个实验室的成员之一,在张晗眼中,范滇元一直是他学习的榜样,工作十分严谨,他要求学生的实验必须扎实推进,一步一个脚印地做。他的理论功底十分扎实,在指导学生和青年学者实验时,常常能够一针见血地指出当中存在的问题。

“到了这个年龄,已不能像过去那样,在第一线摸爬打滚。”范滇元表示,现在能做的,主要是两件事,一是提供学科发展战略的咨询和评估,把握好学科发展的方向。并协助年轻人抓住机遇,争取国家重大需求和国际前沿的研究任务。二是培养年轻人才,帮助他们健康成长,脱颖而出。

从“神光Ⅰ号”到“神光Ⅲ号”,范滇元数十年如一日倾注心力,每一个工程的工作周期都要十年甚至更长,有时候根本看不到头。范滇元认为,从事科学研究的年轻人首先要有宏大的理想信念,以国家的需求为出发点,还要有一颗淡泊名利的心,更要耐得住寂寞。不能赶时髦,今天看到哪个研究方向火爆、吃香,就转向哪个方向,这样只能永远跟在别人后面,不可能有所创新。

“现在社会各方面条件比以前好多了,年轻人若经不起短期利益的诱惑,就会产生浮躁和急功近利的心理。”范滇元寄语年轻人,有时候顺境反而不如逆境,要沉下心来,踏踏实实地做人做事,才有希望成就事业成就人生。

▶记者手记

范滇元院士是一个随和的人,采访当天,他穿了一件T恤衫,由于我们需要摄影摄像,提出了换件衬衣的请求,范滇元二话不说,找来一件衬衣直接套在了外面。那天,正巧遇上停电,整栋大楼没有空调,在闷热的室内,范滇元接受了我们近3个小时的采访。

采访期间,不断有人提醒他预留赶往机场的时间。尽管如此,为了满足我们的需要,采访结束的时间还是比预定推迟了。他拿起已经准备好的行李,匆匆作别。这就是范滇元的生活状态,年近8旬的他依然奔波在科学研究的路上。

院士寄语深圳

一直以来被深圳改革开放的体制、创新的理念、蓬勃的生气所吸引,直到4年多前,心怀进一步发展光电科学的强烈愿望,南下深圳来到文化环境适宜、学科基础良好的深圳大学。

老骥伏枥,志在千里。加盟深圳大学,我们团队一直有一个非常直接的期望,就是希望把深大的光电学科很好地整合起来,发挥优势,在光电学科领域有更大的影响更高的地位。作为标志性的目标,就是要建成国家重点实验室。并可以由此及彼,扩展到对整个学校发展的期望,为深大建设面向国际的高水平、有特色、创新型一流大学,发挥中流砥柱的作用。

深圳在科技创新领域一直走在全国前列,并且有着众多行之有效的经验与做法,希望深圳加快国际化开放式创新型高等教育体系建设,为提升城市竞争力提供人才支撑,为深圳国际化城市建设增添新的力量。

人物名片

范滇元,1939年出生,江苏常熟人。中国激光物理学家,中国工程院院士,深圳大学光电工程学院教授。1962年本科毕业于北京大学,1966年研究生毕业于中国科学院。1995年当选中国工程院信息与电子工程学部院士。

从事“神光”系列高功率固体激光装置的研制及应用四十多年,先后研制成功“大型单路”、“星光I”、“神光I”、“神光II”和“神光-Ⅲ”(原型)等大型钕玻璃激光装置,成功应用于激光聚变、X光激光、高能量密度物理等前沿科学研究。近年致力于面向聚变点火的新一代激光的发展战略和总体技术路线创新研究。在高功率激光基础理论、总体系统设计和工程研制等方面,取得一系列先进成果,为我国高功率激光工程技术的开拓和发展做出重要贡献。先后获陈嘉庚奖、光华工程科技奖、中科院科技进步特等奖、国家科技进步奖一等奖、二等奖,以及国家有突出贡献中青年专家、全国863计划先进工作者、全国优秀科技工作者等荣誉称号,发表论文报告250余篇。



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